短波紫外激光是指波長介於(yu) 200 nm-280 nm的紫外激光，具有波長短、聚焦性能好、光子能量高、可進行冷處理，能激發特定的光化學反應，具有使用率與(yu) 精密化高等特點，在微電子、微機械、光存儲(chu) 、光譜分析、大氣探測、生物醫學、精細標記、激光精密加工、前沿科學及航空航天等領域具有重大的應用價(jia) 值。

紫外激光器分類

已經報道的短波紫外固體(ti) 激光器波長有213 nm，216 nm，236 nm，237 nm，244 nm，257 nm，261 nm，266 nm等。

紫外激光器主要分為(wei) 固體(ti) 紫外激光器、氣體(ti) 紫外激光器和半導體(ti) 紫外激光器。工作在短波紫外波段的新興(xing) 半導體(ti) 抽運全固態激光器相較於(yu) 其他類型的激光器而言，具有效率高、性能可靠、硬件結構簡單等特點，因此應用最為(wei) 廣泛。

在紫外激光器設計中，紫外激光的輸出功率和光束質量主要依賴於(yu) 非線性晶體(ti) 的好壞。自從(cong) 非線性晶體(ti) 問世以來，有許多紫外非線性晶體(ti) 被研製出來並投入到紫外激光器的研製中，比較常用的有BBO、LBO、BIBO、CLBO、KBBF。通過非線性變頻技術對激光器基頻光進行四倍頻或者五倍頻得到紫外光。

短波固體(ti) 紫外激光器的典型應用

紫外拉曼

拉曼光譜分析所使用的紫外激光器波長一般在244 nm到364 nm範圍內(nei) 。

短波紫外激光器正在拉曼光譜領域湧現出新應用。對於(yu) 某些特定樣品來說，紫外激光與(yu) 樣品相互作用的方式與(yu) 可見激光不同，拉曼信號可以通過共振拉曼信號得到增強，很大程度上擴寬了拉曼光譜在物理、化學、生物、材料等領域中的應用。例如：紫外光在半導體(ti) 材料中的穿透深度一般在幾個(ge) 納米的量級，因而紫外拉曼可以用來對樣品表麵的薄層（常見於(yu) 新型矽基材料SOI材料)進行選擇性分析。紫外光激發也可以與(yu) 蛋白質、DNA、RNA等生物樣品產(chan) 生特定的共振增強進而對樣品的結構進行特定的分析，而使用可見光激發則無法實現。紫外拉曼在探測金屬中心合成物、富勒分子、聯乙醯以及其他的稀有分子上也是一種重要的技術，這些材料對於(yu) 可見光都有著很強的吸收；200 nm的激勵光能夠增強氨基化合物的振動峰；而220 nm的激勵光則可以增強特定的芳香暫留物的振動峰等。

使用紫外激發可以抑製熒光的影響，因為(wei) 在紫外光激發下拉曼信號和熒光信號在不同的光譜區域，不會(hui) 受到幹擾。而使用可見激光激發時，拉曼信號和熒光信號往往會(hui) 重疊在一起，又由於(yu) 熒光的信號強度是拉曼信號強度所無法比擬的，因此熒光信號會(hui) 幹擾甚至完全湮沒拉曼信號。使用紫外激光激發時，拉曼信號仍位於(yu) 靠近激光線附近的位置，而熒光則在較高波長的位置，由此拉曼和熒光信號不再重疊，熒光問題也不複存在。

2017年，中科院大連化物所李燦院士、範峰滔研究員、黃保坤高工等參與(yu) 研發的7千米級深海原位探測紫外激光拉曼光譜儀(yi) 在馬裏亞(ya) 納海溝成功通過7000 m海試驗證。該光譜儀(yi) 是國際上首次進行深海探測的紫外激光拉曼光譜儀(yi) ，也創造了拉曼光譜儀(yi) 最高深海探測記錄（7449 m）。該儀(yi) 器的成功研發將提升我國在深海礦藏、能源資源（天然氣水合物）、碳循環與(yu) 氣候變化以及深海生物信息方麵的探測能力。

激光雷達

氣溶膠雷達，主要用355 nm和532 nm激光

測風雷達，主要用1550 nm激光

臭氧雷達，主要用266 nm激光

隨著技術的發展和完善，激光雷達的應用範圍越來越廣，其中環境監測領域就是很重要的一個(ge) 方麵，它可以用來測量顆粒物、臭氧、溫度和濕度的變化等等。通過測量激光達到顆粒物或者氣體(ti) 分子上的後向散射光的消光比或者偏振狀態變化，從(cong) 而分析出大氣中的顆粒物或氣體(ti) 成分，以及他們(men) 的分布高度、濃度等情況。

氣溶膠雷達，主要用355 nm和532 nm兩(liang) 種波長的激光；測風雷達，主要用1550 nm激光；臭氧雷達，由於(yu) 短波紫外波段可被臭氧層所阻隔，主要用266 nm激光，紫外波段具有散射強度大，抗幹擾性強等優(you) 點，可以用於(yu) 近距離的大分子探測，因此適用於(yu) 臭氧探測。下圖是大氣臭氧雷達示意圖。

光致發光

光致發光是指光照射到樣品上，被樣品吸收，產(chan) 生光激發過程。光致發光光譜用於(yu) 探測材料的電子結構，是一種非接觸、無損傷(shang) 的測試方法。光致發光的數量與(yu) 類型依研究的物質與(yu) 使用的激光波長而定。選擇適當的激光波長一般可避免不必要的熒光幹擾。GUILD寶石實驗室在檢測某藍寶石樣品時發現其在長波長紫外光下無熒光，在短波紫外光下呈現強度不等且不均勻的藍白色、黃綠色等顏色異常熒光。

刑偵(zhen) 領域
使用266 nm激光對指紋進行顯現
激光應用於(yu) 指印檢測領域以來，國內(nei) 在這一領域的研究也取得了一係列的成果。然而，短波紫外激光在潛指紋顯現中的應用較少，紫外反射照相方法作為(wei) 一種無損檢驗方法，尤其對玻璃、照片等非滲透性客體(ti) 表麵指紋顯現具有突出效果。
266 nm激光對指紋進行顯現，有效地提取了該類客體(ti) 表麵的潛在指紋。該波段激光器具有高的光學品質和良好的熱導率、化學穩定性、尺寸穩定性、光漫反射特性等優(you) 點，而且製造成本低、生產(chan) 周期短，可以很容易地控製其光學特性，在法庭科學領域有較大應用前景。
紫外加工
紫外激光器具有其它激光器所不具備的好處，能夠限製熱應力。例如，應用在FPC中，由於(yu) 紅外或可見光波段激光束的加工機理是將光能轉變成為(wei) 熱能，使得物質融化或者蒸發，這種方式不可避免的導致激光熱量以熱傳(chuan) 導和熱輻射的方式向材料區域周圍擴散，產(chan) 生重熔層和熱影響區域，從(cong) 而限製了微細加工邊緣的質量和精度。而紫外激光由於(yu) 光子能量高，在與(yu) PI等高分子聚合物材料作用時，可將光能轉變為(wei) 光化學能，直接破壞部分連接物質原子或者分子組分的化學鍵，達到去除材料的目的。紫外激光這種“冷消融”工藝，可以將衝(chong) 緣加工、碳化以及其它熱應力的影響降至最低，而使用更高功率的激光器通常都會(hui) 存在這些負麵影響。
紫外激光器的波長比可見光波長更短，是不可見的，但短波紫外激光器能夠更精確地聚焦，從(cong) 而在精細加工的同時，還能保持優(you) 良的定位精度。
為(wei) 了搶占短波紫外激光器的市場，各類激光器都開始進入短波紫外產(chan) 品的研發。2017年加拿大麥吉爾大學的研究人員製造出了一種氮化鋁镓（AlGaN）激光二極管，其能夠輸出波長239 nm的短波紫外光，但短波紫外半導體(ti) 激光器剛剛興(xing) 起，技術還不是很成熟；銅蒸汽紫外激光器主要是通過混頻和倍頻來產(chan) 生波長為(wei) 255 nm，271 nm和289 nm的紫外激光，這種激光器占地麵積大、可靠性有限、壽命短、高能耗和高費用；KrF準分子激光器，波長248 nm，激光光束質量差、掩膜損失大；氬、氪離子倍頻激光器和氦-鎘激光器存在光束指向性差等缺點，固體(ti) 紫外激光器凸顯了它的優(you) 勢。
總之，隨著新型增益晶體(ti) 、倍頻晶體(ti) 的不斷問世，以往晶體(ti) 加工技術的不斷提高，短波長紫外固體(ti) 激光器的輸出功率越來越高，輸出波長越來越短，激光器結構越來越簡化，相信以其獨有的優(you) 勢，可以在眾(zhong) 多領域發揮更大的作用，有更好的發展前景。
參考來源：神奇激光世界-長春新產(chan) 業(ye) 、HORIBA官網、百度文庫